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文檔簡介

1、中銀大廈地下連續(xù)墻及錨桿的施工劉華鄭連平摘要本工程地下連續(xù)墻作為地下室外墻,集支護、擋水、承重為一體。介紹地下連續(xù)墻和錨桿的施工技術(shù),特別是可拆性錨桿的應用。關(guān)鍵詞高層建筑地下連續(xù)墻錨桿可拆性錨桿施工方法中國銀行總行大廈工程位于北京復興門內(nèi)大街與西單北大街交叉口的西北角,占地13158m2,總建筑面積174869m2;地下4層,地上15層。本工程由美國貝氏建筑事務所總設計,美國著名建筑大師貝聿銘任設計顧問,中國建筑科學研究院綜合所配合設計。本工程地下室外墻因緊貼建筑紅線,故設計采用地下連續(xù)墻(簡稱地連墻)作為地下室外墻,集支護、擋水、承重為一體。1地下工程概況地連墻總長502m,墻厚800mm

2、,底板下嵌固深度一般為4m,分別為-25.2m、-27.0m、-29.2m。共完成抓槽面積12900m2,混凝土強度等級為C45,抗?jié)B等級為S10,混凝土用量約9800m3,鋼筋用量約1500t,一般槽段鋼筋籠重約1315t,單片鋼筋籠最重達22t。根據(jù)地連墻深度和地質(zhì)條件、現(xiàn)場條件,在地連墻上分別打35層錨桿,總計1185根,約35300m,其中西、南、北三側(cè)為普通摩擦型錨桿,東側(cè)為可拆型錨桿。本工程特點如下:場區(qū)地面下,平均1217m左右有1層細砂膠結(jié)層(又稱鐵板砂),厚約25m,由于硬度大,對成槽造成速度慢,影響質(zhì)量;墻體深度大,成槽鋼筋制作、吊運都較難;地下障礙物多,必須進行處理后才可

3、施工;地下部分全部壓紅線建設,而且紅線外的鄰近地下管網(wǎng)全部建成,并有部分構(gòu)筑物已進入紅線;東側(cè)緊靠西單北大街,在規(guī)劃中有永久性地下構(gòu)筑物,故要求東側(cè)錨桿要在地下結(jié)構(gòu)完成后拆除。2地下連續(xù)墻施工2.1導墻因地連墻深度較深、寬度較厚,混凝土強度等級較高,因此接頭管起拔阻力較大,導墻埋深一般采用-1.5m。故導墻設計成型,以增大地基的承壓面積,采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。2.2泥漿制備泥漿配合比采用(鈉土)膨潤土,摻適量纖維素。采用泥漿攪拌機,充分攪拌后射入泥漿罐,存放充分水化后待用。抓槽時通過泥漿管輸送到施工槽段;澆注混凝土時,通過泥漿泵將槽段中的泥漿回儲漿罐。舊泥漿通過篩砂處理,新舊漿混合使用。一般

4、舊漿循環(huán)使用34次后,即廢棄不用。2.3成槽抓槽機以利渤海爾和土力為主,高峰時達5臺(含備用)一般23臺輪流操作。利渤海爾機附有電腦測斜,通過屏幕顯示;另外抓槽機采用靠尺測鋼絲繩垂直度或用鋼尺測鋼絲繩下降前后與導墻的距離,求出垂直度的偏差,比較直觀。我們曾試用過超聲波測量法,比較正確,但要求泥漿沉置時間較長,測量時間亦較長,影響施工進度。利渤海爾機的抓斗能在±2°范圍內(nèi)調(diào)整,從而達到糾偏的目的。我們在Q-21、Q-62兩槽中,由于槽壁偏斜較大(超過10),糾偏困難。采用摻粉煤灰的低強度混凝土(C5)填槽。在初凝時即用利渤海爾機抓槽,有一定的效果,但采用混凝土回灌方法,風險較

5、大。所以在整個成槽過程中,應隨時測斜,并隨時糾偏為宜。2.4槽段劃分本工程的墻體埋置較深,鋼筋籠較長較重,所以我們采用了4.5m的標準槽段。但在分段時要考慮到結(jié)構(gòu)的其他特點,如壁柱位置、管線進入預留孔位置和梁節(jié)點、墻節(jié)點位置和整體性等,適當調(diào)整槽段的尺寸。2.5鋼筋籠制作與吊裝根據(jù)起重設計的起吊能力,鋼筋籠長度方向一次成型,基本上采用綁扎,集中加工。在綁扎鋼筋的同時,設置了與底板連接的接駁器鋼筋、與樓板連接的預埋筋、預應力錨桿的張拉孔和有關(guān)的預留孔,預埋件以及底部壓漿時預留壓漿管和有關(guān)觀測設施。在預留筋、預留接駁器等需要以后剔鑿的部位,覆蓋了20mm厚聚苯板和20mm厚木板,并通過16鋼筋與主

6、筋綁牢,不致脫落。鋼筋籠起吊時采用50t履帶吊雙機抬吊,單機運到使用地點入槽。本工程有多處拐角鋼筋,若一次成型則拐角(非直角)角度不易保證且一次起重量太大,故將其分成2片制作,由2臺吊車吊起同步緩緩落下,及時插入連結(jié)2個鋼筋片的U形筋,在入槽過程中連成整體。鋼筋的保護層采用預制的圓形混凝土塊。2.6接頭處理根據(jù)設計要求和施工單位的經(jīng)驗,選擇了圓形接頭;采用接頭刷對已完成槽段進行反復刷洗,以保證接頭處的質(zhì)量。接頭管的加工必須嚴格按照鋼結(jié)構(gòu)加工的標準進行,由于埋置深、混凝土強度高,拔管阻力很大,要防止接頭管接頭焊縫處在拔管過程中發(fā)生斷裂現(xiàn)象。2.7混凝土澆筑采用商品混凝土C45,抗?jié)B等級為S10。

7、采用導管法澆筑混凝土,在導管入槽前必須嚴格檢查是否滲漏,防止?jié)仓^程中泥漿進入。為了保證導灰管的正確位置,將底部底板連接筋(預埋40的接駁器)取消,日后采用鉆孔法補孔。3錨桿施工錨桿總數(shù)1185根,采用615.2及715.2鋼絞線。一般錨桿長2534.8m(含錨固段、自由段、張拉段)。3.1鉆孔采用水沖法套管跟進的施工工藝。3.2桿體加工根據(jù)設計、錨桿桿體采用615.2及715.2鋼絞線。注漿管采用耐壓膠管。桿體通過夾緊環(huán)和隔離架的交替設置而呈波浪形;隔離架使鋼絞線分離,使壓漿時有足夠的水泥漿粘附。圖1標準錨桿3.3安放桿體及注漿、養(yǎng)護、張拉鎖定等均按常規(guī)施工(圖1)。4地下連續(xù)墻監(jiān)測我們設置

8、了墻體傾斜監(jiān)測、墻頂水平位移監(jiān)測、地下水位監(jiān)測、墻外孔隙水壓力監(jiān)測、墻體鋼筋應力監(jiān)測和周圍已有建筑物沉降觀測等各種測點,隨工程進展及時觀測。5在施工中遇到的一些問題的處理5.1回填土區(qū)的土體加固5.1.1建筑物的西、北兩側(cè),均已埋設了永久性的市政管網(wǎng)如上水、雨水、污水、煤氣、通訊和熱力、電力管溝等,埋深-4-7m左右,這些管線大部分都在運行,管網(wǎng)離地連墻邊線最少的僅500600mm,都是在0.51年前施工完成的,在管網(wǎng)附近全是新回填土。我們采用水泥土樁加固至管線底部下500mm,高度至-1.5m(導墻底標高)。水泥土樁直徑400mm,相互重疊(交圈)50mm,進入地連墻100mm。為保證抓槽時

9、土體的穩(wěn)定性,在樁幕外側(cè)跳打1排D=300mm水泥土樁。5.1.2在南側(cè)西端有一舊房進入紅線,有2層地下室并有樁基,在拆除這些舊建筑物后,形成1個20m×20m,深12m大坑。有長約20m的地連墻要建在這個大坑內(nèi),采用大面積回填夯實水泥土方案進行施工。5.2原有城防拆除后的處理在本工程北側(cè)中部,有一修建不到1年的1座永久性(現(xiàn)澆鋼筋混凝土)城防工程侵入紅線4.6m,埋深-12.6m,頂部標高-6.5m,長40.4m;在城防頂部紅線外已建成永久性電信、煤氣等線路。為了保證本工程的建設,決定將侵入紅線內(nèi)的城防構(gòu)筑物拆除。由于埋置較深,且在城防施工中采用了護坡樁等,所以在南側(cè)采用了大面積開

10、挖的措施,這樣造成40.4m(長)×15m(寬)×12.6m(深)的大坑。在留存城防一側(cè)留有7m×3m和1.5m×2.5m 2個門洞(作為正式工程的安全通道)。采用先回填,再施工地連墻的方案。5.3南側(cè)鄰近1座半永久性建筑物的地連墻施工在5.1.2節(jié)中已提到的侵入紅線的舊房已拆除,但壓紅線外剩留的4層框架建筑物應是拆遷戶,但由于種種原因,在地連墻施工期間,未能及時拆除,既要保護地連墻的正常施工,又要保證該4層舊房的安全。該舊房距南側(cè)地連墻外8m,有1層地下室深3m,有埋深14m的混凝土樁基,布置不規(guī)則,地連墻的上2層錨桿無法通過樁基。采用內(nèi)格構(gòu)墻法進行施

11、工,在南側(cè)地下4層有水箱間墻位置,做4道格構(gòu)墻與地下連續(xù)墻共同作用(圖2),抵抗土壓力。圖2南側(cè)格構(gòu)加強示意5.4可拆性錨桿5.4.1本工程東側(cè)緊靠西單北大街,在規(guī)劃中有永久性構(gòu)筑物通過,此處的錨桿必須拆除??刹鹦藻^桿是京冶大地公司的專利技術(shù),由大地公司負責二次設計并施工。共有錨桿340根,分4層布置。5.4.2錨桿是利用無粘結(jié)預應力鋼絞線加工成U形,與承載頭和承載體綁扎成一體,根據(jù)設計承載力的需要,將數(shù)個這樣的綁扎體按照一定的間距配置加工成錨桿體。在錨桿體工作時(即鋼絞線張拉時)張拉力通過鋼絞線和承載體以壓力的形式作用于水泥漿體,形成壓縮分散型錨桿體。5.4.3錨桿鉆孔、注漿、張拉等與前述相

12、同。5.4.4當上一層樓板結(jié)構(gòu)施工完畢并達到設計強度后,可以拆除這一層樓板下的錨桿,汽割錨具墊片,然后利用卷揚機依次逐組的將鋼絞線割1根、抽1根。本工程僅有16根錨桿未能抽出(容許遺留5%以內(nèi))。 5.5地下連續(xù)墻底壓漿5.5.1由于地連墻底的沉渣不能完全清除并多少不一,為了減少地連墻在受荷過程中產(chǎn)生過多的不均勻沉降,所以采取在墻底壓漿的措施。5.5.2在地連墻鋼筋籠制作時,每間距2m在鋼筋籠內(nèi)外側(cè)各進入壓漿管(38mm黑鐵管)1根,其中1根為備用管,壓漿時2根都壓,至少保證1根有效。5.5.3壓漿采用純水泥漿,水灰比0.6,水泥理論用量800kg/根,理論壓力2MPa,壓漿指標按照壓力和用量

13、雙控,以壓漿量為主。5.5.4壓漿應在至少一側(cè)地連墻體施工完畢且連續(xù)時,一端向另一端壓漿,以避免跳壓,水泥漿流動至未壓漿槽段,并且硬化后,使未壓漿槽段壓不進漿。壓漿應在降水開始前全部完成,以免抽水導致水泥漿流入降水口,而堵死降水井。中銀工程在土方開挖完成后,對地連墻進行測量,垂直偏差在45左右(設計要求6),槽段接口處和墻面基本上不漏水,個別滲水處經(jīng)修補后未出現(xiàn)再滲現(xiàn)象;地連墻頂在土方開挖過程中,位移30mm,墻面平整度除極個別部位外,都在設計要求75mm以內(nèi)(個別鼓包經(jīng)剔鑿后,修補完好),至1998年7月中結(jié)構(gòu)封頂完畢,整個建筑物沉降僅20mm,整體來說,地連墻和錨桿的質(zhì)量是優(yōu)良的。

14、0;    TRD工法(水泥加固土地下連續(xù)墻澆筑施工法)是一種把插入地基中的鏈鋸式刀具主機連接,沿著橫向移動,切割及灌注凝結(jié)劑,混合、攪拌、固結(jié)原來位置上的泥土,在地下形成連續(xù)墻的施工方法。此工法較其它機械施工具有以下特點:     機械總高度低(施工刀具始終處于地下),穩(wěn)定性好。     連續(xù)墻厚度均勻,具有橫向連續(xù)性。     連續(xù)墻深度方向的質(zhì)量均勻。一、TRD施工設備:日本TRD施工法協(xié)會株式會社神戶制鋼所現(xiàn)生產(chǎn)3種型號TRD施工設備,如

15、左圖所示右圖為刀桿底端部結(jié)構(gòu)圖。二、現(xiàn)場施工示意圖:TRD施工機械可通過改變刀具寬度,來形成不同寬度防滲墻,可在450-850mm調(diào)節(jié),設計成墻深度35m,實際施工達到47m, 適用于土層、砂層、砂礫石層地基,固結(jié)體單軸抗壓強度: 0.5-3MPa,滲透系數(shù)2.36×10-8cm/s, 施工效率: 30(礫石粒徑50以上)700m2(砂層N值為10)/8hr。 三、成墻圖例:        TRD施工法,施工效率高,成墻效果好,地層適應性好,但機器        售價太高(RMB2000萬左右),難以推廣,但其成

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